棉杆活性炭负载Co-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢的性能

采用棉杆生物质废弃物为原料、H₃PO₄为活化剂, 在流化床中化学活化制备棉杆活性炭, 并将其作为载体负载Co-B组分, 制备了棉杆活性炭基Co-B催化剂(Co-B/C)。以该催化剂应用于硼氢化钠水解制氢, 系统考察了活性炭活化条件(活化温度、活化时间、活化剂用量m_H3PO4/m_CS)、水解反应温度及催化剂循环使用次数对催化产氢性能的影响。同时, 使用N₂物理吸附、FTIR、XRD和SEM等技术对活性炭载体及催化剂进行了表征。结果表明:在活化温度500℃、活化时间1 h、m_H3PO4/m_CS为0.75条件下制得的活性炭载体, 负载14.5%Co的催化剂表现出最佳催化性能:反应温度为25℃时, 平均产氢速率可以达到12.06 L·min^-1·(g Co)^-1, 催化剂表现了较高活性。催化产氢反应的活化能为44.61 kJ·mol^-1。循环使用5次后, 催化剂仍保持初次活性的54%。     

一步法制备生物质活性炭Co基制氢催化剂

系统考察工艺条件及掺杂Fe、Mn助剂对催化剂催化NaBH_4产氢性能的影响,优化工艺操作参数,以提高催化剂的活性及稳定性。利用扫描电镜仪和X射线衍射仪对催化剂表观形貌及结构进行表征,以探讨催化剂活性的提高机理。结果表明:400℃炭化1 h、800℃活化2 h的工艺条件下,催化剂的催化产氢效果最优,其平均产氢速率为1715.2 mL/(min·g),最高可达2952 mL/(min·g),经循环使用11次后活性仍可保持初始活性的51%。相比于单组份Co-基催化剂,助剂Fe、Mn的引入可有效抑制催化剂活性组分的团聚。一步法工艺制备的Co基催化剂表现出工序简单且良好的催化NaBH_4产氢性能。